基于光子晶体的光动力治疗仪研究

李萍; 徐梦丽; 梁高峰; 樊婷

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.020

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于光子晶体的光动力治疗仪研究

李萍 , 徐梦丽 , 梁高峰 , 樊婷

文章导航 > 激光技术 > 2016 > 40(3): 397-400

引用本文:

Citation:

基于光子晶体的光动力治疗仪研究

1.
河南科技大学医学技术与工程学院, 洛阳 471003

作者简介: 李萍(1972-),女,副教授,博士,主要研究方向为光子晶体、生物医学工程及自动控制。E-mail:pingli818@163.com.

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(U1404824)
中图分类号: TN249

Study on photodynamic therapy instruments based on photonic crystals

1.
School of Medical Technology and Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China
CLC number: TN249

摘要: 光动力治疗仪是利用光动力疗法进行癌症治疗的一种新型医疗仪器。为了解决光动力治疗仪照射光色纯度不高的问题,引入光子晶体理论,采用传输矩阵法进行MATLAB编程分析光子晶体禁带特性,甄选合适的光子晶体材料,确定其结构参量。结果表明,所设计的新型光子晶体掺杂结构,对一定频率范围内的入射光,只允许对肝癌、胃癌等内脏器官癌症具有治疗效果的980nm的近红外光通过,具有良好的滤波特性。利用此特性可以制作光子晶体滤波器,将此滤波器应用到普通光动力治疗仪上,对癌症的治疗起到很大的作用。
- 光学器件 /
- 光动力治疗仪 /
- 传输矩阵法 /
- 光子晶体 /
- 光动力疗法
Abstract: Photodynamic therapy instrument is one of the new types of cancer treatment instruments by using photodynamic therapy. In order to solve the color purity problem of photodynamic irradiation treatment, photonic crystal theory was applied and transfer matrix method was used. The bandgap properties of photonic crystals were analyzed by MATLAB programming to select appropriate photonic crystal materials and to determine its structural parameters. The results show that, newly designed photonic crystal structure has good filtering characteristic, which allows only the pass-through of 980nm near infrared light, and has therapeutic effect on liver cancer, gastric cancer and other visceral organ cancers. Photonic crystal filters based on such structure can be applied to ordinary photodynamic therapy instruments and play the greater role in cancer treatment.
- optical devices /
- photodynamic therapy instrument /
- transmission matrix /
- photonic crystal /
- photodynamic therapy

[1]	DOUGHERTY T J. Photodynamic therapy[J].Journal of the National Cancer Institute, 1998, 58(6):895-900.
[2]	REITER I,SCHWAMBERGER G,KRAMMER B. Activation of macrophage tumoricidal activity by photodynamic treatment in vitro indirect activation of macrophages by photodynamically killed tumor cells[J]. Journal of Photochemistry and Photobiology,1999,B50(2/3):99-107.
[3]	LIU H L,LIU F G,GU Y, et al.Several major factors influenced photodynamic therapy effect[J].Chinese Journal of Laser Medicine Surgery,2002,11(2):121-124(in Chinese).
[4]	LONG Z D,XIONG L,LIU Z T, et al.The application of photodynamic therapy for abdominal malignant tumors[J].Acta Laser Biology Sinica,2013,22(6):481-485(in Chinese).
[5]	LIU G L,GUI C,ZHAO J L, et al.Reasonable selection of photodynamic therapeutic instrument for skin diseases[J]. Chinese Medical Equipment Journal,2013,34 (1):95-96(in Chinese).
[6]	YABLONOVITCH E.Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics[J].Physical Review Letters,1987,58(20):2059-2062.
[7]	JOHN S.Strong localization of photons in certain disordered dielectric super lattices[J].Physical Review Letters,1987,58(23):2486-2489.
[8]	XIONG C X,JIANG L J,WANG J Y, et al. Multi-channel filter based on 1-D photonic crystals composed of alternate layers of left-handed and right-handed materials with defects[J]. Laser Technology,2014,38(4):475-479(in Chinese).
[9]	XU H F,WANG C J,WANG H Y, et al.Numerical simulation of asymmetric dual-core photonic crystal fiber couplers[J]. Laser Technology,2012,36(2):268-270(in Chinese).
[10]	GUO S L, HUANG H, SHA X P, et al. Polarization splitter based on octagonal dual-core photonic crystal fibers[J]. Chinese Journal of Luminescence,2014, 35(7):878-882 (in Chinese).
[11]	LIU Z H,ZHENG Y.Experimental study about the cavity of Yb3+-doped photonic crystal fiber laser[J].Laser Technology,2014,38(1):105-108(in Chinese).
[12]	WANG Q C,WANG Y,WANG G H, et al.One-dimensional function photonic crystals[J].Journal of Jishou University(Natural Science Edition),2012,33(1):36-40 (in Chinese).
[13]	LI Q L, WEN T D, XU L P, et al. Photonic bandgap properties of triply periodic photonic crystal heterostructures[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2012, 33(12):1347-1350(in Chinese).
[14]	GU K L. Defect mode of mirror symmetry slowly varying quasi-periodic one-dimensional photonic crystal[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2010, 31(6):942-945(in Chinese).
[15]	WANG J Z, XIONG Y Q, WANG D S, et al. Filtering characteristics and application of defect mode of one-dimensional photonic crystal[J]. Acta Optica Sinica,2009,29(10):2914-2919(in Chinese).

[1]	何修军 , 谢康 , 向安平 , 蒋孟衡 . 1维光子晶体的带隙研究. 激光技术, 2008, 32(5): 508-509,512.
[2]	徐朝辉 , 程全 , 支联合 . 光动力疗法中的治疗剂量学研究. 激光技术, 2011, 35(4): 547-550. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.026
[3]	许江勇 , 苏安 , 周丽萍 , 高英俊 , 谭福奎 , 唐秀福 . 左右手材料光子晶体的双重光学滤波功能. 激光技术, 2018, 42(4): 550-555. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.04.022
[4]	韦应生 , 苏安 , 许江勇 , 唐秀福 , 蒙成举 , 高英俊 . 四元异质结构光子晶体的双通道光学滤波特性. 激光技术, 2018, 42(2): 212-216. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.014
[5]	王爽 , 阮军 , 贺庆丽 . 蒙特卡罗方法研究光动力疗法选择性光损伤. 激光技术, 2008, 32(2): 184-186.
[6]	章海锋 , 郑建平 , 朱荣军 . 1维3元磁化等离子体光子晶体传输特性分析. 激光技术, 2012, 36(2): 208-212,216. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.016
[7]	孔祥鲲 , 王永顺 , 杨宏伟 , 刘少斌 . 1维等离子体光子晶体截止频率的研究. 激光技术, 2011, 35(1): 126-129,136. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.034
[8]	张志新 , 肖峻 . 1维光子晶体的能带结构分析. 激光技术, 2015, 39(4): 525-527. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.021
[9]	苑秋红 , 谢康 , 韩艳芬 . 含负折射率材料的1维光子晶体掺杂缺陷模研究. 激光技术, 2010, 34(2): 232-235. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.024
[10]	韦吉爵 , 苏安 , 高英俊 , 梁祖彬 , 陈颖川 , 白书琼 . 缺陷对光子晶体透射能带谱的简并效应研究. 激光技术, 2017, 41(1): 56-60. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.012
[11]	章海锋 , 蓝鹏飞 , 杨国华 , 肖正泉 . 1维3元非磁化等离子体光子晶体禁带特性研究. 激光技术, 2011, 35(4): 566-569,572. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.031
[12]	高雯婧 , 梁良 . 含增益缺陷层的1维三元光子晶体特性研究. 激光技术, 2013, 37(2): 147-150. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.003
[13]	刘启能 , 刘沁 . 材料色散对光子晶体全反射隧穿光场分布的影响. 激光技术, 2014, 38(6): 738-741. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.004
[14]	刘启能 , 代洪霞 . 金属-光子晶体-金属结构中偏振光Tamm态的吸收特性. 激光技术, 2017, 41(2): 205-209. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.012
[15]	蒋和伦 , 刘启能 . 1维光子晶体中两种偏振光的场分布. 激光技术, 2014, 38(5): 718-722. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.030
[16]	何世昆 , 梁良 , 张玲 , 曹建建 . 缺陷为增益介质的光子晶体光放大特性的研究. 激光技术, 2012, 36(3): 368-371.
[17]	龙涛 , 刘启能 . 1维掺杂光子晶体中光的全反射贯穿特性. 激光技术, 2011, 35(5): 622-625. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.013
[18]	罗瑛 , 马杰 , 钟永春 . 光子晶体微纳光纤的制备新方法及其特性研究. 激光技术, 2015, 39(3): 312-315. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.006
[19]	王欣 , 罗斌 , 潘炜 , 李建平 . 传输矩阵法研究MEMS可调谐垂直腔半导体光放大器. 激光技术, 2007, 31(6): 630-633.
[20]	姜迎新 , 方云团 . 纳米金属薄膜同时实现多通道频率和角度滤波. 激光技术, 2010, 34(6): 739-742. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.006

点击查看大图

计量

文章访问数: 6291
HTML全文浏览量: 3844
PDF下载量: 173
被引次数: 0

基于光子晶体的光动力治疗仪研究

作者简介: 李萍(1972-),女,副教授,博士,主要研究方向为光子晶体、生物医学工程及自动控制。E-mail:pingli818@163.com

1. 河南科技大学医学技术与工程学院, 洛阳 471003

收稿日期: 2015-03-16
录用日期: 2015-04-10
网络出版日期: 2016-05-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(U1404824)

关键词:

摘要: 光动力治疗仪是利用光动力疗法进行癌症治疗的一种新型医疗仪器。为了解决光动力治疗仪照射光色纯度不高的问题,引入光子晶体理论,采用传输矩阵法进行MATLAB编程分析光子晶体禁带特性,甄选合适的光子晶体材料,确定其结构参量。结果表明,所设计的新型光子晶体掺杂结构,对一定频率范围内的入射光,只允许对肝癌、胃癌等内脏器官癌症具有治疗效果的980nm的近红外光通过,具有良好的滤波特性。利用此特性可以制作光子晶体滤波器,将此滤波器应用到普通光动力治疗仪上,对癌症的治疗起到很大的作用。